(57)【要約】【課題】内燃機関の点火時期制御装置において、推定湿度を加味して最終的な点火時期を変更補正し、点火時期制御の精度を高くし、内燃機関の出力や応答性の性能向上を図るとともに、内燃機関のダメージを回避させ、また、制御応答性を向上し、しかも、湿度センサが不要でシステム構成を簡素化することにある。【解決手段】制御手段５は、ノッキング頻度と吸気温度と大気圧とから推定した推定湿度を求め、この推定湿度に応じて基本点火時期を補正するために推定湿度補正の補正値を求め、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を決定する。【選択図】図１
2010190134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のノッキング頻度、吸気温度、大気圧及び湿度を含む運転条件に基づいて基本点火時期を変更補正する内燃機関の点火時期制御装置において、ノッキング頻度と吸気温度と大気圧とから推定した推定湿度を求め、この推定湿度に応じて基本点火時期を補正するために推定湿度補正の補正値を求め、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を決定する制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
前記推定湿度補正の補正値は、推定湿度に対応するダイナミックレンジを複数に分割した上で、その中間レンジを基準としてゼロに設定される一方、他のレンジでは有値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の点火時期制御装置に係り、特に内燃機関の運転条件に基づいて点火時期を変更補正する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、車両に搭載した内燃機関１０１の点火時期制御装置１０２においては、内燃機関１０１に点火栓１０３と点火コイル１０４とを取り付けるとともに、この点火コイル１０４に連絡した制御手段１０５を備えている。
制御手段１０５には、内燃機関１０１の運転条件を検知するために、内燃機関１０１への吸気の吸気量を検知する吸気量センサ１０６と、内燃機関１０１への吸気の吸気温度を検知する吸気温センサ１０７と、大気の圧力である大気圧を検知する大気圧センサ１０８と、内燃機関１０１の冷却水温度を検知する冷却水温センサ１０９と、内燃機関１０１のノッキング頻度を検知するノックセンサ１１０と、その他の各種センサ１１１とが連絡している。
そして、制御手段１０５は、吸気量等から基本点火時期を基本点火時期手段１１２で決定し、そして、吸気温度補正を吸気温度補正手段１１３で行い、大気圧補正を大気圧補正手段１１４で行い、冷却水温度補正を冷却水温度補正手段１１５で行い、ノッキング補正をノッキング補正手段１１６で行い、その他の各種補正を各種補正手段１１７で行い、そして、最終的な点火時期を最終点火時期手段１１８で決定している。
一般的に、内燃機関の吸気中の湿度も点火時期に影響を与える要因の一つであり、吸気湿度が高い場合は、ノッキングが発生しにくいため、通常の点火時期よりも点火時期を進角制御させて性能向上を狙うことができ、逆に、吸気湿度が低い場合には、ノッキングが発生しやすいため、通常の点火時期よりも点火時期を遅角側に制御して内燃機関のダメージを回避する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６９５３６号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５００７１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１０５５５５号公報  特許文献１に係る内燃機関の点火時期制御装置は、外気温度から吸気水蒸気分圧を推定し、ノッキングの発生時には、従来の補正に吸気水蒸気分圧補正量を加えて点火時期を制御するものである。  特許文献２に係る内燃機関の点火時期制御装置は、吸気温度に応じて点火時期を補正するものである。  特許文献３に係る内燃機関の点火時期制御方法は、吸気量若しくは吸気管負圧、エンジン回転数等を内燃機関のパラメータとして検知し、点火時期を制御するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来、内燃機関の点火時期制御装置においては、湿度による点火時期補正が行われていない場合が多く、また、湿度補正を行うためには、湿度センサを追加する必要があり、コストアップになってしまうという不都合があった。
【０００５】
また、上記の特許文献１にあっては、外気温度のみから推定できるのは飽和水蒸気圧であり、それに加えて、湿度がわかって始めて空気の実際の水蒸気分圧がわかるのである。そして、湿度センサを備えていないので、吸気水蒸気分圧とは、飽和水蒸気圧と考えるのが妥当であるということになる。
しかしながら、飽和水蒸気圧を吸気水蒸気分圧とすることは、実際の水蒸気分圧が飽和水蒸気圧と同値であるということであり、相対湿度１００％であるということを意味する。大半の降雨時は、逓減率で気温の下がっている上空において結露した水滴が落下しているため、その上空より温度の高い路面付近では、相対湿度１００％になることはまれである。
即ち、これは、吸気する位置そのもので、空気が結露する状態であり、極限状態を基本とする制御となるのであって、これに基づいて補正すれば、過補正になってしまう。実際の湿度を正しく反映しない仮定のため、なます補正を加えても、非常に不正確なことになる。
常温２５℃で相対湿度６０％が基準とされていることと、降雨時でも大半は相対湿度８０〜８５％程度であることを考え合わせると、相対湿度１００％に基づく補正は、実際の相対湿度８０％の時においてさえも、基準６０％で何も補正していないのと同じぐらい外れているということになる。
ノッキングが発生したら、１００％での補正が入ることになり、精度の面で、まだ改良の余地があった。
また、ノッキングが発生した場合、点火時期を補正するノッキング補正を行っている。このノッキング補正は、補正量が小さく、少しずつしか更新しないように設定されているため、湿度の違いをこの制御に依存して補正していると、応答性が遅い不都合がある。
さらに、ノッキングが発生する点火時期の進角量等を記憶・学習している場合に、この外れた補正が盛り込まれた状態で行えば、誤学習の確率が高くなるという不都合がある。
このように、従来、湿度に関して、推定して点火時期補正する技術には、改良の余地があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、湿度補正を加えて点火時期制御の精度をより高め、また、推定湿度による補正をより正確にする内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関のノッキング頻度、吸気温度、大気圧及び湿度を含む運転条件に基づいて基本点火時期を変更補正する内燃機関の点火時期制御装置において、ノッキング頻度と吸気温度と大気圧とから推定した推定湿度を求め、この推定湿度に応じて基本点火時期を補正するために推定湿度補正の補正値を求め、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を決定する制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の点火時期制御装置は、湿度補正を加えて点火時期制御の精度をより高めることができ、また、推定湿度による補正をより正確にすることができ、これにより、点火時期制御の精度が高くなり、内燃機関の出力や応答性の性能向上を図るとともに、内燃機関のダメージを回避でき、また、制御応答性も向上でき、しかも、湿度センサが不要でシステム構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は吸気湿度補正進角量（補正値）を求めるフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は点火時期制御装置のブロック図である。（実施例）
【図３】図３は吸気温度、大気圧、ノッキング頻度により推定湿度を求めるテーブルマップである。（実施例）
【図４】図４は従来の点火時期制御装置のブロック図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を決定することにより、点火時期制御の精度をより高め、また、推定湿度による補正をより正確にするという目的を実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図２において、１は車両に搭載される内燃機関、２はこの内燃機関１の点火時期制御装置である。
この点火時期制御装置２は、内燃機関１に取り付けられた点火栓３及び点火コイル４と、この点火コイル４に連絡した制御手段５とを備えている。
この制御手段５には、内燃機関１の運転条件を検知するために、内燃機関１への吸気の吸気量を検知する吸気量センサ６と、内燃機関１への吸気の吸気温度を検知する吸気温センサ７と、大気の圧力である大気圧を検知する大気圧センサ８と、内燃機関１の冷却水温度を検知する冷却水温センサ９と、内燃機関１のノッキング頻度を検知するノックセンサ１０と、その他の各種センサ１１とが連絡している。
【００１２】
また、制御手段５には、吸気量等から基本点火時期を決定する基本点火時期決定手段１２と、吸気温度から吸気温度補正を実施してその補正値を演算する吸気温度補正手段１３と、大気圧から大気圧補正を実施してその補正値を演算する大気圧補正手段１４と、冷却水温度から冷却水温度補正を実施してその補正値を演算する冷却水温度補正手段１５と、ノッキング頻度からノッキング補正を実施してその補正値を演算するノッキング補正手段１６と、その他各種の補正を実施してその補正値を演算する各種補正手段１７と、基本点火時期決定手段１２と吸気温度補正手段１３と大気圧補正手段１４と冷却水温度補正手段１５とノッキング補正手段１６と各種補正手段１７と吸気湿度補正手段１８とに連絡した最終点火時期決定手段１８と、吸気温度補正手段１３と大気圧補正手段１４と冷却水温度補正手段１５とノッキング補正手段１６と最終点火時期決定手段１８とに連絡した吸気湿度補正手段１９とを備えている。
【００１３】
この制御手段５は、内燃機関１のノッキング頻度、吸気温度、大気圧及び湿度を含む運転条件に基づいて基本点火時期を基本点火時期決定手段１２で変更補正するものであり、また、ノッキング頻度と吸気温度と大気圧とから推定した推定湿度（推定吸気湿度）、及びこの推定湿度に応じて基本点火時期を補正するために推定湿度補正の補正値を吸気湿度補正手段１９で求め、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を最終点火時期決定手段１８で決定する。
前記推定湿度は、検知されたノッキング頻度、吸気温度、大気圧から、図３に示す格納したテーブルマップを参照して決定される。これにより、より正確な湿度推定ができるので、ノッキング補正の精度を保ちつつ、燃料補正を正確に行える。
なお、便宜上、ノッキング頻度に応じて分けた複数のテーブルマップとしたが、これら３つのパラメータによって求める別の態様とすることも可能である。
また、前記推定湿度補正の補正値は、推定湿度に対応するダイナミックレンジを複数に分割した上で、その中間レンジを基準としてゼロに設定される一方、他のレンジでは有値に設定される。
【００１４】
次に、この実施例の作用を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段５のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、ノッキング頻度、吸気温度、大気圧から推定湿度を求め（ステップＡ０２）（図３参照）、そして、推定相対湿度＜高湿度判定値（６５％）か否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＮＯの場合には、高湿度時と判断して、補正進角量（補正値）のＡ度とし、点火時期を進角側に補正する（ステップＡ０４）。これにより、内燃機関１の出力や応答性の性能向上を図ることができる。
前記ステップＡ０３がＹＥＳの場合には、推定相対湿度＜低湿度判定値（３５％）か否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＮＯの場合には、中湿度時（中間レンジ）と判断して、補正進角量（補正値）を０度とし、補正を加えない（ステップＡ０６）。これにより、ノッキング補正の進角だけで、進角、遅角する場合よりも広い範囲で、点火時期の補正を可能として、さらに応答性を良くすることができる。
前記ステップＡ０５がＹＥＳの場合には、低湿度時と判断して、補正進角量（補正値）をＢ度とし、点火時期を前記Ａ度よりも遅角側に補正する（ステップＡ０７）。これにより、内燃機関１のダメージを回避させることができる。
前記ステップＡ０４、前記ステップＡ０６、又は前記ステップＡ０７の処理後は、該各ステップで決定された各補正進角量（補正値）を最終点火時期へ反映させる（ステップＡ０８）。
この場合、図２に示すように、最終点火時期決定手段１８においては、基本点火時期決定手段１２からの補正進角量（補正値）が吸気湿度補正手段１９からの補正進角量（補正値）によって変更補正されるとともに、吸気温度補正手段１３と大気圧補正手段１４と冷却水温度補正手段１５とノッキング補正手段１６と各種補正手段１７とからの各補正進角量（補正値）によって最終的な点火時期が決定され、この決定された最終的な点火時期に相当する点火信号が点火コイル４に送られ、点火時期が制御される。
そして、このステップＡ０８の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＡ０９）。
【００１５】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
請求項１に係る発明は、ノッキング頻度と吸気温度と大気圧とから推定した推定湿度を求め、この推定湿度に応じて基本点火時期を補正するために推定湿度補正の補正値を求め、ノッキング補正と吸気温度補正と大気圧補正と推定湿度補正との各補正値から最終的な点火時期を決定する。
これにより、制御精度が高くなり、内燃機関１の出力や応答性の性能向上を図るとともに、内燃機関１のダメージを回避でき、また、制御応答性も向上でき、しかも、湿度センサが不要でシステム構成を簡素化できる。
請求項２に係る発明において、前記推定湿度補正の補正値は、推定湿度に対応するダイナミックレンジを複数に分割した上で、その中間レンジを基準としてゼロ（０度）に設定される一方、他のレンジでは有値（Ａ度、Ｂ度）に設定される。
これにより、湿度が高い時に内燃機関１の性能向上ができ、一方、湿度が低い時には内燃機関１のダメージを回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明に係る内燃機関の点火時期制御装置を、他の制御と併用可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  内燃機関
２  点火時期制御装置
５  制御手段
１２  基本点火時期決定手段
１３  吸気温度補正手段
１４  大気圧補正手段
１５  冷却水温度補正手段
１６  ノッキング補正手段
１７  各種補正手段
１８  最終点火時期決定手段
１９  吸気湿度補正手段
【図１】
2010190134.tif 000003
【図２】
2010190134.tif 000004
【図３】
2010190134.tif 000005
【図４】
2010190134.tif 000006